1. برای کسب اطلاعات بیشتر در ساعات 9 الی 13 و 16 الی 18 با شماره 08138270182 یا 08138268809 تماس حاصل فرمایید.
    آدرس ایمیل: info@wsnlab.ir
    آدرس کانال تلگرام http://telegram.me/gloriot
  2. بدین وسیله به اطلاع پژوهشگران محترم می رسانیم که سامانه پیامکی لابراتوار شبکه حسگر بی سیم راه اندازی شد. از این پس می توانید با ثبت شماره تلفن همراه خود از اطلاعیه ها و اخبار پژوهشی لابراتوار آگاه شوید.
    ضمناً آگاهی از کلیه اطلاعات نحوه ارایه خدمات به شما دوستان نیز از طریق همین سامانه امکان پذیر است.
    شماره سامانه: 30001818270182

دسته بندی انواع پروتکل های کنترل دسترسی به رسانه در شبکه های حسگر بی سیم

شروع موضوع توسط Homaei 7/12/13 در انجمن لایه کنترل دسترسی به رسانه در شبکه حسگر بی سیم

تلفن سفارش: 08138311237 تلفن سفارش: 08138311237
  1. Homaei مدیر کل سایت

    تاریخ عضویت:
    25/2/12
    تعداد ارسال ها:
    2,038
    تشکر شده:
    11,617
    امتیاز دستاورد:
    12,265
    وب سایت:
    پروتکل های MAC :
    در شبکه هایی با رسانه مشترک ، کنترل دستیابی به رسانه به منظور انجام عملیات موفقیت آمیز شبکه ضروری است. وظیفه اصلی پروتکل MAC ، ایجاد دسترسی به رسانه یا کانال مشترک برای اجتناب از تصادم و در عین حال تسهیم عادلانه و موثر منابع پهنای باند در میان چندین نود است. به منظور اجتناب از تصادم، پروتکل های MAC معمولا به دو دسته رقابتی و بدون رقابت تقسیم بندی می شوند.
    معرفی این دو دسته پروتکل ها در شبکه های سنتی:
    1)پروتکل های MAC رقابتی :
    در MAC رقابتی، تمام نودها از یک رسانه مشترک استفاده کرده و در آن برای انتقال داده با یکدیگر رقابت می کنند. بنابراین ممکن است تصادم هایی در طول فرآیند رقابت رخ دهد. به منظور جلوگیری از بروز تصادم، می توان از پروتکل MAC برای انجام دسترسی به کانال مشترک از طریق مختصات احتمالی استفاده کرد. پروتکل ALOHA و پروتکل CSMA رایج ترین نمونه های پروتکل های MAC رقابتی هستند.(منبع 3). در ALOHA خالص، چنانچه نود بسته ای برای ارسال داشته باشد آن را می فرستد. در صورت رخداد تصادم، بسته نادیده گرفته می شود، فرستنده مدت زمانی منتظر مانده و مجددا بسته مورد نظر را ارسال می نماید. در ALOHA برش بندی شده، زمان به بازه های زمانی گسسته ای تقسیم شده و یک بازه زمانی به هر نود اختصاص داده می شود. در این روش نود، تنها در زمان شروع هر برش اجازه ارسال اطلاعات را دارد. علیرغم آنکه اجرای ALOHA خالص آسان است، اما در این روش بازدهی کانال تقریبا 10% می باشد(منبع 3). در مقایسه با ALOHA خالص ، ALOHA برش بندی شده می تواند بازدهی کانال را دو برابر افزایش دهد. لازم به ذکر است در روش ALOHA برش بندی شده به همزمان سازی با زمان جهانی نیاز است که اجرای سیستم را پیچیده می کند. تفاوت CSMA و ALOHA در این است که CSMA از تشخیص سیگنال حامل استفاده می کند. به عبارتی، به نود مورد نظر اجازه می دهد به جای آن که در ابتدای بازه زمانی داده ها را ارسال کند، قبل از انتقال به رسانه مشترک گوش کند. CSMA دارای چندین نسخه متفاوت است که عبارتند از CSMA غیرمصر، صد در صد مصر و n درصد مصر. در CSMA غیرمصر، چنانچه یک نود رسانه را مشغول تشخیص دهد، مدت زمان تصافی منتظر مانده، سپس شروع به گوش کردن مجدد می نماید. اما در CSMA صد در صد مصر، نود به گوش کردن خود ادامه می دهد تا زمانی که رسانه بیکار شود. در CSMAn درصد مصر، اگر نود رسانه را بیکار تشخیص دهد، با احتمال p انتقال را انجام می دهد و با احتمال (1-p) ارسال را به برش بعدی موکول می نماید.CSMA نمی تواند مشکل ایستگاه پنهان را در شبکه های بیسیم چند پرشه رفع کند (منبع 4). برای حل این مشکل CSMA/CA تعریف شده است. این پروتکل با استاندارد LAN بیسیم IEEE 802.11 (منبع شماره 5) سازگار است که در آن CA نشان دهنده اجتناب از تصادم است. در CSMA/CA ، مکانیزم handshake بین فرستنده و گیرنده معرفی شده است. قبل از آن که فرستنده، داده های خود را ارسال کند، باید عملیات handshake را با گیرنده آغاز نماید. فرستنده این عملیات را با ارسال بسته درخواست ارسال (RTS ) به گیرنده آغاز کرده و سپس گیرنده، آمادگی خود را برای دریافت را با ارسال پیام آمادگی ارسال (CTS ) به فرستنده اطلاع می دهد. فرستنده ارسال داده ها را بعد از دریافت بسته CTS از گیرنده آغاز می کند. در این فرایند handshake ، همسایگان گیرنده و فرستنده می توانند از ارسالی که در حال انجام بوده اطلاع داشته باشند، بنابراین ارسال داده های خود را به تعویق می اندازند. برای ارتقای کارایی CSMA/CA ، یک پروتکل MAC با نام دسترسی چندگانه با اجتناب از برخورد (MACA ) برای شبکه های محلی بیسیم (LAN ها) توسعه داده شده است.(منبع 6). این پروتکل یک فیلد اضافی را در بسته های RTS و CTS ایجاد می کند تا مقدار داده هایی را که قرار است ارسال شود به گونه ای نمایش دهد که نودهای دیگر بتوانند مدت زمان انتظار خود را تخمین بزنند. برای ارتقای کارایی MACA ، پروتکل دیگری به نام MACAW در (منبع 7) توسعه داده شده است که کارایی MACA را بهبود می بخشد. برای مثال، بعد از هر بسته داده، از یک بسته تصدیق ( یا ACK ) تا در صورت ارسال ناموفق جهت امکان بازیابی در لایه پیوند وجود داشته باشد، استفاده می شود. تابع DCF استاندارد IEEE 802.11 عمدتا مبتنی بر MACAW بوده و تمام خصوصیات CSMA/CA و MACA و MACAW را می پذیرد.

    2)پروتکل های MAC بدون رقابت:
    در MAC بدون رقابت، رسانه مشترک از نظر زمانی، فرکانسی و یا کدهای شبه نویز متعامد به تعدادی کانال فرعی تقسیم می شود. هر نود یک کانال فرعی را اشغال می کند. تخصیص کانال های مجزا به نودهای متفاوت، امکان دسترسی به رسانه مشترک را بدون تداخل فراهم می آورد. بنابراین در این روش به شکل موثر از تصادم نودهای متفاوت اجتناب می شود. رایج ترین نمونه پروتکل های MAC بدون رقابت عبارتند از: TDMA ، FDMA و CDMA (منبع 3). TDMA کانال مشترک را به بازه های زمانی ثابتی تقسیم کرده و این بازه ها را به گونه ای پیکربندی می کند که به صورت تناوبی تکرار می شوند. در این روش به هر نود یک بازه زمانی اختصاص داده می شود تا در همان چهارچوب انتقال را انجام دهد. TDMA به شکل گسترده ای در سیستم های سلولی بیسیم مورد استفاده قرار گرفته است. در یک سیستم سلولی ، ایستگاه پایه در هر سلول دارای چندین بازه زمانی است. این ایستگاه اطلاعاتی را به منظور همزمان سازی برای تمام نودهای متحرک فراهم می کند. نودهای متحرک بدون ارتباطات نظیر به نظیر مستقیم بین یکدیگر تنها با ایستگاه پایه ارتباط برقرار می کنند. مزیت اصلی TDMA بهره وری انرژی است، زیرا در این روش نودهایی که عمل ارسال را انجام نمی دهند، می توانند خاموش شوند. با این وجود TDMA دارای محدودیت هایی در مقایسه با سایر پروتکل های MAC است. TDMA معمولا نودها را ملزم می کند تا خوشه هایی را مانند یک سلول در سیستم ارتباطات سلولی تشکیل دهند.این امر منجر به محدود شدن مقیاس پذیری و کاهش سازگاری با تغییرات شبکه خواهد شد و نیاز به همزمان سازی را برای بازه های زمانی بیشتر می کند.
    FDMA کانال های مشترک را به تعدادی باند فرعی فرکانسی غیرهم پوشان تقسیم می کند. این باندهای فرعی به نودهای مجزا تخصیص داده می شوند. نودها می تواند در زمان های مختلف، داده ارسال کنند، اما عمل ارسال به منظور جلوگیری از تداخل در فرکانس های متفاوت انجام می شود. از مزایای این پروتکل می توان به سادگی اجرای آن اشاره نمود. با این حال FDMA دارای مشکلاتی می باشد. یکی از مشکلات این پروتکل ضرورت وجود باند محافظ بین دو کانال فرعی مجاور است. از آنجایی که ارسال کننده قادر نیست تمام انرژی خود را فقط از طریق باند اصلی خارج کرده و هیچ تاثیری بر باندهای جانبی نگذارد، وجود باند محافظ ضروری خواهد بود. مقدار پهنای باند تلف شده در باندهای محافظ می تواند کسر قابل ملاحظه ای از کل پهنای باند باشد. در اینجا توان ارسال کننده ها باید به دقت کنترل شود. اگر فرستنده ای با توان بسیار زیاد، در حال ارسال از طریق باند اصلی باشد، اثر آن در باندهای جانبی نیز دیده خواهد شد. این امر سبب ایجاد تداخل با کانال های مجاور می شود.

    CDMA کانال مشترک را با استفاده از کدهای شبه نویز متعامد تقسیم می کند. این کدهای شبه نویز، جایگزین بازه های زمانی در TDMA و باندهای فرکانس در FDMA خواهند بود. در این روش تمامی نودها می توانند به صورت همزمان در یک کانال یکسان، اما با کدهای شبه نویز متفاوت عمل ارسال را انجام دهند. مزیت اصلی CDMA این است که نیازی به همزمان سازی ندارد و از مشکل تخصیص کانال در FDMA اجتناب می کند. با این وجود دارای معایبی نیز هست. از جمله اینکه انرژی قابل توجهی را برای کدگذاری و کدگشایی مصرف می کند. علاوه بر این ظرفیت سیستم مبتنی بر CDMA در حضور نویز معمولا پایین تر از سیستم های مبتنی بر TDMA است.

    نویسنده: محمد حسین همایی
    لابراتوار شبکه های حسگر بی سیم ایران
    sajad2007 and mah no like this.
    لطفاً انجمن را به دوستان خود معرفی نمایید تا محیطی پویا تر داشته باشیم.
  2. مشاوره، آموزش و پیاده سازی پروژه های شبکه های موردی، شبکه حسگر بی سیم و انواع شبکه های کامپیوتری . برای کسب اطلاعات بیشتر با شماره 08138270182 تماس بگیرید. .
  3. sajad2007 کاربر تازه وارد

    تاریخ عضویت:
    24/4/16
    تعداد ارسال ها:
    4
    تشکر شده:
    0
    امتیاز دستاورد:
    1
    من منبعی نمی بینم
    لطفاً انجمن را به دوستان خود معرفی نمایید تا محیطی پویا تر داشته باشیم.

به اشتراک بگذارید